Comportamento de concretos com fibras — impacto da matriz cimentícia

Por Alex Macedo Leite, Metre, e Alessandra Lorenzetti de Castro, Professora, Universidade de São Paulo, Escola de Engenharia de São Carlos, Departamento de Engenharia de Estruturas, São Carlos, SP, Brasil

O concreto com fibras consiste de um compósito que vem sendo utilizado com frequência em diversas aplicações na construção civil. A adição de fibras ao concreto provoca alterações nas propriedades do material, tanto no estado fresco quanto no estado endurecido. No entanto, a principal contribuição das fibras ocorre no estado endurecido do concreto, após a ruptura da matriz cimentícia, fornecendo resistência residual ao compósito. Com isso, o concreto se torna um material pseudo-dúctil, apresentando certa ductilidade, e diversos fatores podem interferir neste comportamento. No artigo intitulado “Influência da matriz cimentícia no comportamento de concretos reforçados com fibras”, publicado no periódico IBRACON Structures and Materials Journal (vol. 13, no. 3), foi avaliada a influência da matriz cimentícia sobre o comportamento de concretos convencionais e de alta resistência reforçados com fibras, considerando dois tipos de fibra (fibras de aço e macrofibras poliméricas).

As propriedades da matriz cimentícia afetam a aderência entre as fibras e a matriz, refletindo no desempenho do concreto pós-fissuração (FIGUEIREDO, 2011). Assim, dependendo do tipo e do teor de fibra adicionada, e das propriedades da matriz, o concreto com fibras pode manifestar comportamento softening ou hardening após a fissuração. O comportamento softening é marcado por deformações localizadas em uma única fissura e por uma redução da carga resistente pós-fissuração, enquanto que no comportamento hardening ocorre a formação de múltiplas fissuras e aumento da capacidade resistente após ruptura do concreto (INTERNATIONAL FEDERATION FOR STRUCTURAL CONCRETE, 2010).

Considerando dois concretos, um de resistência convencional e outro de alta resistência, sem fibras e com teor de 1%, em volume, de fibra de aço e macrofibra polimérica (separadamente), foram avaliadas as propriedades mecânicas dos concretos no estado endurecido, a partir dos ensaios de resistência à compressão, Barcelona, flexão em prismas e punção em placas. A partir dos resultados experimentais, analisados estatisticamente (LEITE, 2018), verificou-se alterações significativas da tenacidade e da resistência residual com a mudança da matriz cimentícia. Além disso, as misturas apresentaram comportamentos diferentes de acordo com o ensaio realizado: enquanto no ensaio Barcelona o comportamento predominante foi de softening, no ensaio de tenacidade predominaram os comportamentos de hardening e slip-hardening.

Imagem: LEITE; CASTRO, 2020.

Figura 1. Corpos de prova de concreto sem e com fibra após os diferentes ensaios realizados: compressão axial (a, b); Barcelona (c, d); flexão em prismas (e, f); e punção em placas (g, h). As fotos da esquerda correspondem ao concreto sem fibras e as da direita ao concreto com fibras

Observou-se uma equivalência de desempenho entre os dois tipos de fibras utilizadas quanto à tenacidade, com a alteração da matriz cimentícia, isto é, foram obtidos valores de tenacidade estatisticamente equivalentes para o concreto convencional com fibra de aço e o concreto de alta resistência com macrofibra polimérica (LEITE, 2018), indicando uma menor eficiência da macrofibra polimérica frente à fibra de aço neste aspecto.

Referências

FIGUEIREDO, A.D. Concreto reforçado com fibras. 2011. 248 f. Tese (Livre-Docência) ‒ Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2011.

INTERNATIONAL FEDERATION FOR STRUCTURAL CONCRETE (FIB). Model Code 2010: First complete draft – Bulletin 55. Germany: Document Competence Center SiegmarKästle.K., 2010.

LEITE, A.M. Avaliação do uso da macrofibra polimérica na composição de concreto para fins estruturais. 2018. 257 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Estruturas) ‒ Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, São Paulo, 2018.

Para ler o artigo, acesse

LEITE, A.M.  and CASTRO, A.L. de. Influência da matriz cimentícia no comportamento de concretos reforçados com fibras. Rev. IBRACON Estrut. Mater. [online]. 2020, vol. 13, no. 3, pp. 543-562, ISSN: 1983-4195 [viewed 22 July 2020]. DOI: 10.1590/s1983-41952020000300006. Available from: http://ref.scielo.org/79b3jr

Links externos

Departamento de Engenharia de Estruturas da EESC/USP <http://www.set.eesc.usp.br/portal/pt/>

IBRACON Structures and Materials Journal <http://www.ibracon.org.br/publicacoes/revistas_ibracon/riem/home.asp>

Revista IBRACON de Estruturas e Materiais – RIEM: <http://www.scielo.br/riem>

 

Como citar este post [ISO 690/2010]:

LEITE, A.M. and DE CASTRO, A.L. Comportamento de concretos com fibras — impacto da matriz cimentícia [online]. SciELO em Perspectiva | Press Releases, 2020 [viewed ]. Available from: https://pressreleases.scielo.org/blog/2020/07/22/comportamento-de-concretos-com-fibras-impacto-da-matriz-cimenticia/

 

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